基于二维材料的亲和型电化学传感器在食品安全分析中的应用

摘 要: 食品安全关系“国计民生”。快速、灵敏、特异性的食品安全分析是食品领域的研究热点。亲和型电化学传感器结合了亲和受体的特异性识别性能和电化学换能器的高检测灵敏度、短响应时间以及易于小型化等优势, 在食品安全分析中有良好的应用前景。近年来, 二维材料的开发与应用为电化学传感器的构建带来了新机遇。二维材料具有较大的比表面积, 其独特的电学、物理、化学特性, 为电化学信号放大和传感策略的设计提供了更多可能。本文综述了基于二维材料的亲和型电化学传感器在食品安全分析中应用的最新进展, 总结了常见的二维材料及其制备方法、二维材料在电化学传感器制备中的应用及基于二维材料的亲和型电化学传感器在食品安全危害因子检测中的应用, 讨论了电化学传感器在食品安全分析中存在的挑战及未来发展趋势。 关键词: 食品安全分析; 电化学传感器; 二维材料; 食品安全危害因子; 亲和检测     

分子印迹荧光纸基传感器食品安全可视化快检技术研究现状

食品安全问题随着食品种类的丰富一直备受全社会的高度重视。传统的食品安全检测方法耗时长、操作专业性强, 从而制约了现场应用。而分子印迹聚合物结合比率型荧光传感技术所构建的纸基传感器, 因其快速即时、低成本、高准确度且便携化的特点, 在食品安全的检测领域逐渐成为研究重点, 展示出巨大的发展潜力。本文概括了分子印迹技术以及印迹聚合物的制备方法, 重点对分子印迹比率型荧光纸基传感器在食品安全可视化快检技术领域中的应用进展进行归纳, 特别提出纸基纤维素材料功能化技术及其在快检中的应用, 改善其非特异性性能并提高检测灵敏度, 最后提出了食品安全快检技术领域亟待解决的困难和问题, 并对快检技术在食品安全分析检测领域的发展方向进行了展望, 以期为分子印迹荧光纸基传感器的应用扩展提供依据。     

金属有机框架基电化学传感器在食品安全检测中的应用进展

为保障食品安全与人类健康,实现快速、准确现场检测食品中有害物质是控制食品质量的关键。电化学传感器因其响应速度快、灵敏度高、设备易于小型化等优势在快速检测领域具有一定的优势。但食品中有害物质的痕量检测需要更广检测范围和更低检测限,同时实际样品体系复杂,对传感器的抗干扰性提出更高的要求。金属有机框架(metal-organic framework, MOF)材料因其可调的孔隙结构、大比表面积、易于修饰等优点,能够有效提高传感器的灵敏度和选择性,因此,MOF基电化学传感器被广泛应用于食品中有害物质的检测。本文综述了MOF材料用于构建电化学传感器对食品中危害因素(兽药、农药残留、真菌毒素、重金属、食品添加剂)检测的应用进展,着重阐述了MOF材料在构建电化学传感器中的优势,以及复合材料修饰电极中MOF的作用,同时对MOF材料的不足进行了讨论,为进一步拓展MOF基电化学传感器在食品安全检测中的应用提供新的思路。     

电化学传感器在食品检测中的应用

电化学传感器由于其精度高,成本低,检测时间短,灵敏度高等优势在食品安全检测方面具有广阔的应用前景。本文对于电化学传感器在食品中抗生素残留、添加色素、食品添加剂等检测方面的应用进行了综述,对电化学传感器在食品安全检测方面的优势以及仍存在的不足进行了分析,并对其发展前景做出展望。     

人体健康监测用织物基智能可穿戴传感器研究进展

智能可穿戴传感器的人体健康监测工作可以分为传感器对人体数据的探测和收集。常见的导电织物根据导电材料的不同可分为金属基导电织物、碳基导电织物和聚合物基导电织物,文章介绍了这3种导电织物的制备方法和特点;讨论了电阻式传感器、电容式传感器和压电式传感器的特点、制备方法以及数据采集方式;并进一步对织物传感器在人体健康领域的应用进行了总结;最后针对织物传感器制备和使用中的问题及未来的发展趋势进行了分析。     

基于石墨烯的电化学传感器在食品安全检测中的应用

作为碳家族的新成员,石墨烯自从其发现就吸引了科研工作者的关注。石墨烯的广泛应用得益于其独特的物理化学性能。电化学传感器作为一种新的检测工具,具有制备简单、响应速度快、灵敏度高及成本低等优点,广泛应用于食品安全领域。本文介绍了石墨烯的特性和合成方法,并分四类介绍了基于石墨烯材料的电化学传感器在食品安全检测方面的应用,对石墨烯在电化学传感器领域的发展方向和应用前景进行了展望。     

聚合物基导电织物制备与应用研究

导电聚合物作为性能优异的导电高分子材料在柔性可穿戴电子纺织品中作用显著,聚吡咯、聚苯胺和聚（3,4-乙烯二氧噻吩）是3种较常见的导电聚合物。将聚合物基导电织物作为柔性电极,为传感器提供灵活性和可拉伸性,但其本征态聚合物制备织物的电导率较低,限制了其应用。文章在简述3种聚合物化学结构、导电机理等基本性质的基础上,重点介绍提高聚合物基织物电导率的不同方法及导电性能变化的机理,并对导电聚合物复合材料制成的柔性传感器的应用现状进行综述。提出聚合物导电织物在柔性传感器应用中存在的主要问题及其可行的研究发展方向。     

分子印迹电化学传感器检测鸡肉、鱼肉和牛奶中磺胺二甲基嘧啶残留

目的 食品中兽药残留是造成食品安全的关键问题之一,严重危害消费者的健康,而磺胺类药物因为价格低廉,被广泛应用于动物源性食品的生产中,建立一种方便、快捷的磺胺类药物残留的检测方法对确保动物源性食品安全尤为重要。方法 以玻碳电极为基底,以导电聚合物聚3,4-乙烯二氧噻吩对其进行增敏处理并与分子印迹技术结合原位电化学聚合形成分子印迹薄膜,并对电极的修饰方法、修饰时间、聚合液中功能单体与模板分子比例进行了优化。利用扫描电镜和电化学手段对电极修饰情况进行表征,通过吸附实验对材料吸附性能进行表征。结果 电极经过修饰后11 min即可达到吸附平衡,合成的分子印迹电极对模板分子磺胺二甲基嘧啶的吸附能力远大于非印迹电极,通过选择性实验可以看出制备的分子印迹电极具有良好的选择性。将合成的磺胺二甲基嘧啶分子印迹电化学传感器用于实际样品鸡肉、鱼肉和牛奶中磺胺二甲基嘧啶残留量检测,进行线性回归分析,证实了制备的传感器具有良好的分析性能,该传感器在磺胺二甲基嘧啶浓度为5~1000 μg/L时具有良好的分析性能,R2>0.99,且在实际样品检测中得到满意的回收率（71.92%~103.72%）,与其它方法相比具有更低的检出限（0.406 μg/L）。结论 将分子印迹技术与电化学工作站结合,研制的分子印迹电化学工作站具有分子印迹的特异性选择与电化学的灵敏,检测的结果满足国标定量分析检测要求,并且为磺胺类药物检测提供了新的手段。     

三维导电聚合物生物传感器的研究进展

探讨三维导电聚合物生物传感器的研究进展。简单介绍了导电聚合物生物传感的原理以及三维结构导电聚合物的定义。重点总结了不同材料及空间结构的三维结构导电聚合物在酶生物传感器、DNA生物传感器、葡萄糖生物传感器、微生物传感器等方面的应用情况。认为:三维导电聚合物由于其良好的导电性能和特殊三维的空间结构,用于修饰生物传感器的电极材料可以在很大程度上提高了生物传感器的灵敏性、检测限度等,可被广泛应用于生物传感器领域。     

酶基生物传感器在快速检测中的研究进展

酶基生物传感器是一种以酶作为生物识别元件的生物传感器, 具有灵敏度高、专一性强、检测限低、选择性好、操作简单、便于携带和可室外在线连续监测等优点, 是最早实现商品化的一类生物传感器。目前, 酶基生物传感器研究广泛并已成功应用于各个领域, 包括环境监测、食品安全检验、生物医学检验等领域。随着环境污染、食品安全等问题的加剧, 现场快速检测技术的需求不断增大。因此, 研究酶基生物传感器具有重要的意义。本文介绍了酶基生物传感器, 阐述了酶基生物传感器的相关概念和原理, 总结了电化学酶基生物传感器、光学酶基生物传感器和其他酶基生物传感器在快速检测中的研究现状, 并展望了酶基生物传感器未来的研究方向。     

电化学发光法在食品分析中的应用

随着社会的发展、环境的改变及人类生活的进步,食品安全问题越来越受到人们的关注。民以食为天,食品检测方法的研究与食品安全问题的解决息息相关。目前检测食品的方法有高效液相色谱法、酶联免疫吸附法、荧光检测法、光度法等,电化学发光分析法兼具电化学分析法和化学发光法的优点,背景噪音低、灵敏度高、选择性好、可控性强及设备简单,已广泛应用于食品营养成分、食品添加剂及食品污染等检测中。本文主要介绍了电化学发光分析法在食品检测中的应用,包括食品中营养成分、有机污染物、无机化合物、致病菌的检测及食品中其他方面的应用等,并对电化学发光分析法发展趋势及前景进行了概述。     

分子印迹电化学传感器在食品检测中的研究进展

文章综述了分子印迹电化学传感器的制备和分类,以及在食品安全检测的实际应用及发展,并对其发展前景作出了展望。     

基于多巴胺及其衍生物的传感器在食品快速检测中的研究进展

食品安全问题关系国计民生,快速检测技术对实现食品安全战略具有重要意义。聚多巴胺及其复合材料修饰的传感器在食品快速检测中表现出良好的稳定性,且具有检测限低、灵敏度高的优势;此外,聚多巴胺及其修饰复合材料制备过程简单、绿色环保,基于这些优点,聚多巴胺及其复合材料在食品安全评价、环境监测、生物分析等领域的运用备受关注。本文综述了基于多巴胺及其衍生物的光学、电化学传感器在食品检测方面的一些设计和应用,以体现其明显的应用优越性。最后,对多巴胺及其衍生物在食品快速检测领域面临的挑战和未来的发展前景进行探讨,以期对多巴胺在食品快速检测新技术方面的推广应用提供参考。     

电化学适配体传感器传感策略在食品检测领域的研究进展

食品源危害因子对人类健康构成直接且严重的威胁, 开发快速、准确兼具高灵敏度的食品检测方法是解决当前食品安全挑战的有效解决方式。电化学适配体传感器的技术具有高灵敏度、高特异性和准确性等优点, 在食品质量安全检测方面具有广阔的应用前景。本文综述了近年来在食品检测领域电化学适配体传感策略的最新研究进展, 对基于适配体的新型食品危害因子电化学生物传感器的类型进行了总结归纳分类, 重点讨论了应用于食品危害因子检测的不同电化学适配体生物传感策略, 并对该技术在食品检测领域发展前景进行了展望, 以期为相关领域研究人员提供参考, 促进电化学适配体传感器在食品检测领域的进一步开发与应用。     

纳米材料电化学传感器在食品安全检测中的应用

电化学传感器的发展已超过半个世纪, 纳米材料作为20世纪最伟大的发现之一, 目前已广泛应用于传感器领域。纳米材料电化学传感器具有灵敏度高、选择性好、操作简便、成本低等诸多优点,在分析领域有着广泛的应用。纳米材料电化学传感器在食品安全检测领域的应用研究正在蓬勃开展。本文综述了纳米材料电化学传感器在食品安全检测中的应用, 包括对化学残留和细菌的检测。